JPH01248528A - Sog膜の硬化方法 - Google Patents

Sog膜の硬化方法

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JPH01248528A
JPH01248528A JP7464788A JP7464788A JPH01248528A JP H01248528 A JPH01248528 A JP H01248528A JP 7464788 A JP7464788 A JP 7464788A JP 7464788 A JP7464788 A JP 7464788A JP H01248528 A JPH01248528 A JP H01248528A
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JP
Japan
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sog film
ozone
ultraviolet rays
hardening
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7464788A
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English (en)
Inventor
Shinya Iida
飯田 進也
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
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Publication of JPH01248528A publication Critical patent/JPH01248528A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造工程で利用されるSOGM
の硬化方法に関するものである。
(従来技術とその問題点〕 SOa膜(Spin −On −Glass膜)は、I
CやLSIの製造工程で、ウェハ表面の平坦化、ステッ
プカバレッジの改善などの目的のために利用され、S 
io、膜やP、0.の入ったP hosphsilic
ateGlassll!J (以下PSG膜と云う、)
、更にはB。
0、の入ったB orosilicate G 1as
s膜(以下BSG膜と云う、)などが知られている。
5OGfiの内、Sin、膜の従来の硬化方法の一例を
述べると、先ず、シラノール(一般分子式はRn S 
i(OHL−e )をアルコール、ケトンなどの有機溶
媒に溶かしておき、この溶液をウェハの表面に塗布する
。この塗布方法は、多くの場合はスピンコーターと呼ば
れる塗布機で行わ九る。そして、真空中で約100℃の
温度でベーキングして溶剤を蒸発させて半硬化もしくは
仮硬化させ1次に、第2ベーキングとして250℃ない
し350℃の温度で再度加熱し、最後の第3ベーキング
は400℃ないし700℃の温度で加熱するが、それぞ
れのベーキング時間は30分ないし60分を要する。つ
まり5硬化のために非常に長時間を要する。しかも、@
厚が例えば0.5μm以上の厚い暎形成を行うときに、
前記の塗布と各ベーキングをそれぞれ一度の操作で行お
うとすると、膜にクラックが入ってしまう事故があり、
従って、このクラックを避けるために、−度に塗布する
溶液の厚さを薄くして各ベーキングを行い、この操作を
二度、三度と繰り返す必要がある。従って、硬化時間が
ますます長くなる欠点がある。また、LSIでは、多層
配線が通常用いられているが、この配線材料はアルミニ
ウムである。ところが、アルミニウムの軟化温度は約4
50℃程度であるため、400℃以上の昇温は避けなけ
ればならない、このため、最後の第3ベーキングを行え
ず、それに代えて中間の第2ベーキングを更に長時間か
けて硬化するプロセスが行われている。そして、PSG
膜やBSG膜の場合も事情は同様であり、いずれにせよ
、5OGII!iの硬化工程は非常に長時間必要であり
、ICやLSIの製造において、大きな問題となってい
る。
〔発明の目的〕
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、SOG膜を短時間で、かつ比較的
低温加熱で硬化させることが可能な硬化方法を提供する
ことにある。
【発明の目的を達成するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明においては、ウェハ
に塗布されたSOG膜に、オゾンの存在下で波長が40
0nm以下の紫外線を照射する工程を含むことを特徴と
する。
この場合、未硬化のSOG膜は、紫外線とオゾンの協働
作用によって、400℃以下の温度で30分間も加熱す
れば完全に硬化する。
〔実施例〕
図面は、本発明を実行するための処理装置の要部の概略
説明図である。1は装置の外壁で、la。
lb、lcに示すごとく、3分割され、ボルトとナツト
などの固定手段2で連結される。3は、ロングアーク型
の高圧水銀灯であって、波長が400nm以下の紫外線
を放射するが、これを2〜4本平行に平面状態で配置し
、ラシプホルダー4で保持する。このように、外壁1を
分割形式にしであるので、外壁1の一部1aをはずすと
、高圧水銀灯3の交換や保守を容易に行うことができる
。ウェハ6は保持台S上に載置されるが、この保持台5
には、必要に応じて、温度制御手段、例えばヒーター9
や水冷パイプなどが埋設される。なお、ウェハ6上に塗
布されたSOG膜は図示から省略しである。ここにおい
ても、外壁1の一部1aと1bを一緒にしてはずすと、
保持台5の保守などは便利である。7aと7bは、高周
波電源10から電気エネルギーが供給される一対の放電
用電極であり、電極7aと7bの間隙8に向けて酸素ガ
スを供給する。オゾンは1間隙8における放電によって
生成し、ウェハ6近傍へ移動してくるので、結局、ウェ
ハ6に塗布されたSOG膜はオゾンと紫外線に露呈され
る。なお、オゾンは、放電によらなくても、波長が20
0nm以下の遠紫外線を放射する放電灯を高圧放電灯3
と併設しておけば、ウェハ6の周辺に十分なオゾンが生
成される。あるいは、オゾンを含有する酸素ガスを最初
から供給してもよい。
図面において、高圧水銀灯3などのための電源系とその
制御系およびウェハ搬送システムは省略しであるが、こ
れら個々の電源回路、制御回路などは、従来から実施さ
れている技術や多数の文献に開示されている技術などが
利用できる1例えば、図示はしていないが、ウェハ6の
搬送をカセット・ツウ・カセットにする場合、保持台5
より少し高い位置に対応した装置の外壁1にゲートバル
ブを設け、アームによる自動搬送によるウェハ着脱機構
を設けることで容易に実現できる。
次に、実験例を説明すると、5インチのシリコンウェハ
の表面に、SOG膜として、0CD−Type2(東京
応化工業(株)製品、昭和56年12月1日、’87東
京応化セミナー講演集第71頁参照〕をスピンコーター
で塗布し、300℃に保持された保持台5上に載置する
。装置内は大気圧のま−とし、1%のオゾンを含む酸素
ガスを50mQ/winの割合で供給するとともに、5
OGi上での紫外線の強度を、220nmないし320
n−の波長域で60Q m W / aJになるように
、高圧水銀灯3の投入電力を調整する。かかる状態でS
OG膜を硬化させると、10分間で0.5μmの厚さの
S io、膜が形成される。硬化が完全であるかどうか
の判定は、前記の文献にも紹介されているように、赤外
線分光装置を使って、O−Hや5i−OHの結合による
吸収の有無によって行うことができる。この実類例では
、5L−0結合による吸収ピークが見られるだけであり
、O−Hや5L−OHの結合による吸収は見られず、硬
化が完全であることが確認された。
他の実験例について述べると、P、0.を含むPSG膜
では、例えば、装置内を酸素を含む雰囲気とし、高圧放
電灯とともに、波長185nmの紫外線をよく放射する
放電灯を併設してオゾンを生成させ、常温で紫外線を照
射して硬化実験を行うと、p2o、の濃度に応じて、3
0分間ないし50分間で硬化できる。そして、装置内を
減圧したり、昇温したりすると硬化時間を更に短縮でき
る。
更に、他の実験結果を第1表に示す、第1表は、処理条
件と硬化時間の関係を示すが、処理条件として、常圧(
約1気圧)と減圧(約13Pa)、゛常温(約15℃)
と加熱(350℃)およびオゾンの有無を組合せた。そ
して、SOG膜上における紫外線の強度は220nmな
いし320nmの波長域で600mW/a#、硬化した
SOG膜の厚さは0.5μmである。
第1表 処理条件と硬化時間の関係 これから分かるように、オゾンの存在が硬化時間の短縮
に非常に有効であり、加熱温度も400℃を越える必要
がなく、従来よりも低温加熱で十分である。
〔発明の効果〕
以上説明したように1本発明は、紫外線照射とオゾンと
の協働作用によって、SOG膜を従来技術による方法よ
りも非常に短い時間で硬化させることができるばかりで
なく、加熱温度も400℃以下でよいので、アルミニウ
ムを配線材料として使用する多層のLSIの製造にも大
変好都合な硬化方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明を実行するための処理装置の概略説明図で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  オゾンの存在下で波長が400nm以下の紫外線をS
    OG膜に照射する工程を含むことを特徴とするSOG膜
    の硬化方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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